人教版 (新课标)必修13 牛顿第二定律学案

这是一份人教版 (新课标)必修13 牛顿第二定律学案，共5页。学案主要包含了知识点拨，探究归纳，基础达标，能力提升等内容，欢迎下载使用。

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（一）牛顿第二定律
1.内容
物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成______，加速度的方向跟作用力的方向__ ___。
2.表达式
__ _____，其中F为物体所受的__ ___。
3．适用范围
（二）力的单位
1.公式F=ma成立的条件
单位必须统一为___ __单位制中相应的单位。
2.力的国际单位
国际单位制中，力的单位是__ ___，符号是_ __，使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力，称为1 N，即1 N=___________。
【判一判】
(1)物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力大小决定，与物体的速度大小无关。( )
(2)物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定，与速度方向无关。( )
(3)在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中，比例系数k在任何情况下都等于1。( )
(4)力是使物体产生加速度的原因。( )
二、课堂导学，小组合作探究
主题一：牛顿第二定律的理解
1.物体所受的合外力F、加速度a、速度v三者在大小和方向上有什么关系?
2．2.试结合下表探究牛顿第二定律的六性。
【知识点拨】
牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系
(1)牛顿第一定律以伽利略的理想实验为基础，得出了物体不受力时遵循的运动规律，即物体不受力时，物体保持静止或匀速直线运动状态，牛顿第一定律又叫“惯性定律”。
(2)牛顿第一定律指出了力和运动的关系——力是改变物体运动状态的原因，在此基础上人们才能准确地研究物体受力时的运动规律，所以牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，而不是牛顿第二定律的特例。
(3)牛顿第二定律定量地给出力与物体加速度的关系，指出力是产生加速度的原因。在相同的外力作用下，质量越大的物体加速度越小，说明物体的质量越大，运动状态越难以改变。质量相同的物体，受合外力越大时产生的加速度越大，运动状态改变越明显。
【探究归纳】
牛顿第二定律的理解
1.合外力与加速度的大小关系是F=ma，力与加速度方向时刻相同。
2.当合外力与速度方向相同时，物体做加速运动；当合外力与速度方向相反时，物体做减速运动。
3.公式F=ma中F是物体受到的合外力。
【练习1】(2012·舟山高一检测)下列关于力和运动关系的说法中，正确的是( )
A.没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现
B.物体受力越大，运动得越快，这是符合牛顿第二定律的
C.合外力发生改变时，物体的运动状态不一定会改变
D.物体所受的合外力不为零时，物体就一定有加速度
主题二：牛顿第二定律的简单应用
1.如果物体受几个力的共同作用，求物体的加速度有哪些方法？
2.根据牛顿第二定律求加速度，关键是求合力，常用的方法是矢量合成法和正交分解法。试总结这两种求合力的方法。
【探究归纳】
应用牛顿第二定律求加速度
方法1.求合力再求加速度。
合力的求法：(1)矢量合成法;(2)正交分解法。
方法2.求每个力产生的加速度，再对加速度合成。
[课本例题1] 某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度是多大？假定试车过程中汽车受到的阻力不变。
[课本例题2] 光滑水平桌面上有一个物体，质量是2kg，受到互成120°的两个水平方向的力F1F2的作用，两个力的大小都是10N。这个物体的加速度多大？
分析与思考：
1．如何求物体的加速度？
2．物体共受到哪几个力的作用？竖直方向上的两个力有什么关系？
3．如何求合力？试用合成法和正交分解法求出合力。

【练习2】(2012·南京高一检测)如图所示，质量为m的物体受到与水平面成θ角的向下的推力F作用，恰能在水平面上做匀速直线运动；现将力F方向改为水平，大小不变，仍作用在这个物体上，求此物体运动的加速度。
三、分层达标·训练
【基础达标】
1.在牛顿第二定律公式F=kma中，比例系数k的数值( )
A.在任何情况下都等于1
B.是由质量m、加速度a和力F三者的大小所决定的
C.是由质量m、加速度a和力F三者的单位所决定的
D.当“m”的单位取kg，“a”的单位取m/s2，“F”的单位取N时等于1
2.(2012·淮安高一检测)一个质量为2 kg的物体同时受到两个力的作用，这两个力的大小分别为2 N和6 N，当两个力的方向发生变化时，物体的加速度大小不可能为( )
A.1 m/s2 B.2 m/s2 C.3 m/s2 D.4 m/s2
3.静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，下列说法中正确的是( )
A.物体立即获得加速度和速度
B.物体立即获得加速度，但速度仍为零
C.物体立即获得速度，但加速度仍为零
D.物体的速度和加速度仍为零
4.如图所示，质量为10 kg的物体，在水平地面上向左运动，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2，与此同时，物体受到一个水平向右的拉力F=20 N的作用，则物体的加速度为(g取10 m/s2)( )
A.0 B.2 m/s2，水平向右
C.4 m/s2,水平向右 D.2 m/s2,水平向左
5.力F1作用在物体上产生的加速度a1=3 m/s2，力F2作用在该物体上产生的加速度a2=4 m/s2，则F1和F2同时作用在该物体上，产生的加速度的大小不可能为( )
A．7 m/s2 B．5 m/s2
C．1 m/s2 D．8 m/s2
6.(2012·荆门高一检测)如图所示，车沿水平地面做直线运动，车厢内悬挂在车顶上的小球悬线与竖直方向的夹角为θ。放在车厢底板上的物体A跟车厢相对静止。A的质量为m，则A受到的摩擦力的大小和方向是( )
A.mgsinθ,向右 B.mgtanθ，向右
C.mgcsθ,向左 D.mgtanθ,向左
7.用7 N的水平力拉一物体沿水平面运动，物体可获得2 m/s2的加速度，若用9 N的水平力拉该物体沿原水平面运动可使它获得3 m/s2的加速度，那么用15 N的水平力拉此物体沿原水平面运动时，可获得的加速度为________m/s2，此时物体受到的摩擦力为________ N。
【能力提升】
8.质量为m的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为f，加速度为a=g，则f的大小是( )
A.mg B.mg C.mg D.mg
9.(2012·佛山高一检测)如图所示，沿平直轨道运动的火车车厢中有一光滑的水平桌面，桌面上有一弹簧和小球，弹簧左端固定，右端拴着小球，弹簧处于原长状态。现发现弹簧的长度变短，关于弹簧长度变短的原因，以下判断中正确的是( )
A．可能火车向右运动，速度在增加
B．可能火车向右运动，速度在减小
C．火车可能向左运动，速度在增加
D．火车可能向左运动，速度在减小
10.(2012·安溪高一检测)一个物体从光滑斜面的顶端由静止开始下滑，斜面长10 m，倾角θ=30°，斜面静止在粗糙的水平地面上，物体的质量m=0.4 kg,重力加速度g=10 m/s2.求：
(1)物体下滑过程的加速度有多大?
(2)物体从光滑斜面顶端下滑到底端，要用多长时间？
因果性
力是产生_______的原因
同向性
物体加速度的方向与物体所受______的方向总是相同
瞬时性
物体的加速度与物体所受合力同时_____，同时_____，同时
独立性
作用在物体上的每个力都能独立地产生各自的_______
同体性
加速度、合外力、质量是针对_________而言的
相对性
物体的加速度必须是对静止或做匀速直线运动的参考系而言的